Merge tag 'perf-tools-fixes-for-v6.6-2-2023-10-20' of git://git.kernel.org/pub/scm...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / arch / parisc / math-emu / dfsub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  * Linux/PA-RISC Project (http://www.parisc-linux.org/)
4  *
5  * Floating-point emulation code
6  *  Copyright (C) 2001 Hewlett-Packard (Paul Bame) <bame@debian.org>
7  */
8 /*
9  * BEGIN_DESC
10  *
11  *  File:
12  *      @(#)    pa/spmath/dfsub.c               $Revision: 1.1 $
13  *
14  *  Purpose:
15  *      Double_subtract: subtract two double precision values.
16  *
17  *  External Interfaces:
18  *      dbl_fsub(leftptr, rightptr, dstptr, status)
19  *
20  *  Internal Interfaces:
21  *
22  *  Theory:
23  *      <<please update with a overview of the operation of this file>>
24  *
25  * END_DESC
26 */
27
28
29 #include "float.h"
30 #include "dbl_float.h"
31
32 /*
33  * Double_subtract: subtract two double precision values.
34  */
35 int
36 dbl_fsub(
37             dbl_floating_point *leftptr,
38             dbl_floating_point *rightptr,
39             dbl_floating_point *dstptr,
40             unsigned int *status)
41     {
42     register unsigned int signless_upper_left, signless_upper_right, save;
43     register unsigned int leftp1, leftp2, rightp1, rightp2, extent;
44     register unsigned int resultp1 = 0, resultp2 = 0;
45     
46     register int result_exponent, right_exponent, diff_exponent;
47     register int sign_save, jumpsize;
48     register boolean inexact = FALSE, underflowtrap;
49         
50     /* Create local copies of the numbers */
51     Dbl_copyfromptr(leftptr,leftp1,leftp2);
52     Dbl_copyfromptr(rightptr,rightp1,rightp2);
53
54     /* A zero "save" helps discover equal operands (for later),  *
55      * and is used in swapping operands (if needed).             */
56     Dbl_xortointp1(leftp1,rightp1,/*to*/save);
57
58     /*
59      * check first operand for NaN's or infinity
60      */
61     if ((result_exponent = Dbl_exponent(leftp1)) == DBL_INFINITY_EXPONENT)
62         {
63         if (Dbl_iszero_mantissa(leftp1,leftp2)) 
64             {
65             if (Dbl_isnotnan(rightp1,rightp2)) 
66                 {
67                 if (Dbl_isinfinity(rightp1,rightp2) && save==0) 
68                     {
69                     /* 
70                      * invalid since operands are same signed infinity's
71                      */
72                     if (Is_invalidtrap_enabled()) return(INVALIDEXCEPTION);
73                     Set_invalidflag();
74                     Dbl_makequietnan(resultp1,resultp2);
75                     Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
76                     return(NOEXCEPTION);
77                     }
78                 /*
79                  * return infinity
80                  */
81                 Dbl_copytoptr(leftp1,leftp2,dstptr);
82                 return(NOEXCEPTION);
83                 }
84             }
85         else 
86             {
87             /*
88              * is NaN; signaling or quiet?
89              */
90             if (Dbl_isone_signaling(leftp1)) 
91                 {
92                 /* trap if INVALIDTRAP enabled */
93                 if (Is_invalidtrap_enabled()) return(INVALIDEXCEPTION);
94                 /* make NaN quiet */
95                 Set_invalidflag();
96                 Dbl_set_quiet(leftp1);
97                 }
98             /* 
99              * is second operand a signaling NaN? 
100              */
101             else if (Dbl_is_signalingnan(rightp1)) 
102                 {
103                 /* trap if INVALIDTRAP enabled */
104                 if (Is_invalidtrap_enabled()) return(INVALIDEXCEPTION);
105                 /* make NaN quiet */
106                 Set_invalidflag();
107                 Dbl_set_quiet(rightp1);
108                 Dbl_copytoptr(rightp1,rightp2,dstptr);
109                 return(NOEXCEPTION);
110                 }
111             /*
112              * return quiet NaN
113              */
114             Dbl_copytoptr(leftp1,leftp2,dstptr);
115             return(NOEXCEPTION);
116             }
117         } /* End left NaN or Infinity processing */
118     /*
119      * check second operand for NaN's or infinity
120      */
121     if (Dbl_isinfinity_exponent(rightp1)) 
122         {
123         if (Dbl_iszero_mantissa(rightp1,rightp2)) 
124             {
125             /* return infinity */
126             Dbl_invert_sign(rightp1);
127             Dbl_copytoptr(rightp1,rightp2,dstptr);
128             return(NOEXCEPTION);
129             }
130         /*
131          * is NaN; signaling or quiet?
132          */
133         if (Dbl_isone_signaling(rightp1)) 
134             {
135             /* trap if INVALIDTRAP enabled */
136             if (Is_invalidtrap_enabled()) return(INVALIDEXCEPTION);
137             /* make NaN quiet */
138             Set_invalidflag();
139             Dbl_set_quiet(rightp1);
140             }
141         /*
142          * return quiet NaN
143          */
144         Dbl_copytoptr(rightp1,rightp2,dstptr);
145         return(NOEXCEPTION);
146         } /* End right NaN or Infinity processing */
147
148     /* Invariant: Must be dealing with finite numbers */
149
150     /* Compare operands by removing the sign */
151     Dbl_copytoint_exponentmantissap1(leftp1,signless_upper_left);
152     Dbl_copytoint_exponentmantissap1(rightp1,signless_upper_right);
153
154     /* sign difference selects add or sub operation. */
155     if(Dbl_ismagnitudeless(leftp2,rightp2,signless_upper_left,signless_upper_right))
156         {
157         /* Set the left operand to the larger one by XOR swap *
158          *  First finish the first word using "save"          */
159         Dbl_xorfromintp1(save,rightp1,/*to*/rightp1);
160         Dbl_xorfromintp1(save,leftp1,/*to*/leftp1);
161         Dbl_swap_lower(leftp2,rightp2);
162         result_exponent = Dbl_exponent(leftp1);
163         Dbl_invert_sign(leftp1);
164         }
165     /* Invariant:  left is not smaller than right. */ 
166
167     if((right_exponent = Dbl_exponent(rightp1)) == 0)
168         {
169         /* Denormalized operands.  First look for zeroes */
170         if(Dbl_iszero_mantissa(rightp1,rightp2)) 
171             {
172             /* right is zero */
173             if(Dbl_iszero_exponentmantissa(leftp1,leftp2))
174                 {
175                 /* Both operands are zeros */
176                 Dbl_invert_sign(rightp1);
177                 if(Is_rounding_mode(ROUNDMINUS))
178                     {
179                     Dbl_or_signs(leftp1,/*with*/rightp1);
180                     }
181                 else
182                     {
183                     Dbl_and_signs(leftp1,/*with*/rightp1);
184                     }
185                 }
186             else 
187                 {
188                 /* Left is not a zero and must be the result.  Trapped
189                  * underflows are signaled if left is denormalized.  Result
190                  * is always exact. */
191                 if( (result_exponent == 0) && Is_underflowtrap_enabled() )
192                     {
193                     /* need to normalize results mantissa */
194                     sign_save = Dbl_signextendedsign(leftp1);
195                     Dbl_leftshiftby1(leftp1,leftp2);
196                     Dbl_normalize(leftp1,leftp2,result_exponent);
197                     Dbl_set_sign(leftp1,/*using*/sign_save);
198                     Dbl_setwrapped_exponent(leftp1,result_exponent,unfl);
199                     Dbl_copytoptr(leftp1,leftp2,dstptr);
200                     /* inexact = FALSE */
201                     return(UNDERFLOWEXCEPTION);
202                     }
203                 }
204             Dbl_copytoptr(leftp1,leftp2,dstptr);
205             return(NOEXCEPTION);
206             }
207
208         /* Neither are zeroes */
209         Dbl_clear_sign(rightp1);        /* Exponent is already cleared */
210         if(result_exponent == 0 )
211             {
212             /* Both operands are denormalized.  The result must be exact
213              * and is simply calculated.  A sum could become normalized and a
214              * difference could cancel to a true zero. */
215             if( (/*signed*/int) save >= 0 )
216                 {
217                 Dbl_subtract(leftp1,leftp2,/*minus*/rightp1,rightp2,
218                  /*into*/resultp1,resultp2);
219                 if(Dbl_iszero_mantissa(resultp1,resultp2))
220                     {
221                     if(Is_rounding_mode(ROUNDMINUS))
222                         {
223                         Dbl_setone_sign(resultp1);
224                         }
225                     else
226                         {
227                         Dbl_setzero_sign(resultp1);
228                         }
229                     Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
230                     return(NOEXCEPTION);
231                     }
232                 }
233             else
234                 {
235                 Dbl_addition(leftp1,leftp2,rightp1,rightp2,
236                  /*into*/resultp1,resultp2);
237                 if(Dbl_isone_hidden(resultp1))
238                     {
239                     Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
240                     return(NOEXCEPTION);
241                     }
242                 }
243             if(Is_underflowtrap_enabled())
244                 {
245                 /* need to normalize result */
246                 sign_save = Dbl_signextendedsign(resultp1);
247                 Dbl_leftshiftby1(resultp1,resultp2);
248                 Dbl_normalize(resultp1,resultp2,result_exponent);
249                 Dbl_set_sign(resultp1,/*using*/sign_save);
250                 Dbl_setwrapped_exponent(resultp1,result_exponent,unfl);
251                 Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
252                 /* inexact = FALSE */
253                 return(UNDERFLOWEXCEPTION);
254                 }
255             Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
256             return(NOEXCEPTION);
257             }
258         right_exponent = 1;     /* Set exponent to reflect different bias
259                                  * with denormalized numbers. */
260         }
261     else
262         {
263         Dbl_clear_signexponent_set_hidden(rightp1);
264         }
265     Dbl_clear_exponent_set_hidden(leftp1);
266     diff_exponent = result_exponent - right_exponent;
267
268     /* 
269      * Special case alignment of operands that would force alignment 
270      * beyond the extent of the extension.  A further optimization
271      * could special case this but only reduces the path length for this
272      * infrequent case.
273      */
274     if(diff_exponent > DBL_THRESHOLD)
275         {
276         diff_exponent = DBL_THRESHOLD;
277         }
278     
279     /* Align right operand by shifting to right */
280     Dbl_right_align(/*operand*/rightp1,rightp2,/*shifted by*/diff_exponent,
281      /*and lower to*/extent);
282
283     /* Treat sum and difference of the operands separately. */
284     if( (/*signed*/int) save >= 0 )
285         {
286         /*
287          * Difference of the two operands.  Their can be no overflow.  A
288          * borrow can occur out of the hidden bit and force a post
289          * normalization phase.
290          */
291         Dbl_subtract_withextension(leftp1,leftp2,/*minus*/rightp1,rightp2,
292          /*with*/extent,/*into*/resultp1,resultp2);
293         if(Dbl_iszero_hidden(resultp1))
294             {
295             /* Handle normalization */
296             /* A straight forward algorithm would now shift the result
297              * and extension left until the hidden bit becomes one.  Not
298              * all of the extension bits need participate in the shift.
299              * Only the two most significant bits (round and guard) are
300              * needed.  If only a single shift is needed then the guard
301              * bit becomes a significant low order bit and the extension
302              * must participate in the rounding.  If more than a single 
303              * shift is needed, then all bits to the right of the guard 
304              * bit are zeros, and the guard bit may or may not be zero. */
305             sign_save = Dbl_signextendedsign(resultp1);
306             Dbl_leftshiftby1_withextent(resultp1,resultp2,extent,resultp1,resultp2);
307
308             /* Need to check for a zero result.  The sign and exponent
309              * fields have already been zeroed.  The more efficient test
310              * of the full object can be used.
311              */
312             if(Dbl_iszero(resultp1,resultp2))
313                 /* Must have been "x-x" or "x+(-x)". */
314                 {
315                 if(Is_rounding_mode(ROUNDMINUS)) Dbl_setone_sign(resultp1);
316                 Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
317                 return(NOEXCEPTION);
318                 }
319             result_exponent--;
320             /* Look to see if normalization is finished. */
321             if(Dbl_isone_hidden(resultp1))
322                 {
323                 if(result_exponent==0)
324                     {
325                     /* Denormalized, exponent should be zero.  Left operand *
326                      * was normalized, so extent (guard, round) was zero    */
327                     goto underflow;
328                     }
329                 else
330                     {
331                     /* No further normalization is needed. */
332                     Dbl_set_sign(resultp1,/*using*/sign_save);
333                     Ext_leftshiftby1(extent);
334                     goto round;
335                     }
336                 }
337
338             /* Check for denormalized, exponent should be zero.  Left    *
339              * operand was normalized, so extent (guard, round) was zero */
340             if(!(underflowtrap = Is_underflowtrap_enabled()) &&
341                result_exponent==0) goto underflow;
342
343             /* Shift extension to complete one bit of normalization and
344              * update exponent. */
345             Ext_leftshiftby1(extent);
346
347             /* Discover first one bit to determine shift amount.  Use a
348              * modified binary search.  We have already shifted the result
349              * one position right and still not found a one so the remainder
350              * of the extension must be zero and simplifies rounding. */
351             /* Scan bytes */
352             while(Dbl_iszero_hiddenhigh7mantissa(resultp1))
353                 {
354                 Dbl_leftshiftby8(resultp1,resultp2);
355                 if((result_exponent -= 8) <= 0  && !underflowtrap)
356                     goto underflow;
357                 }
358             /* Now narrow it down to the nibble */
359             if(Dbl_iszero_hiddenhigh3mantissa(resultp1))
360                 {
361                 /* The lower nibble contains the normalizing one */
362                 Dbl_leftshiftby4(resultp1,resultp2);
363                 if((result_exponent -= 4) <= 0 && !underflowtrap)
364                     goto underflow;
365                 }
366             /* Select case were first bit is set (already normalized)
367              * otherwise select the proper shift. */
368             if((jumpsize = Dbl_hiddenhigh3mantissa(resultp1)) > 7)
369                 {
370                 /* Already normalized */
371                 if(result_exponent <= 0) goto underflow;
372                 Dbl_set_sign(resultp1,/*using*/sign_save);
373                 Dbl_set_exponent(resultp1,/*using*/result_exponent);
374                 Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
375                 return(NOEXCEPTION);
376                 }
377             Dbl_sethigh4bits(resultp1,/*using*/sign_save);
378             switch(jumpsize) 
379                 {
380                 case 1:
381                     {
382                     Dbl_leftshiftby3(resultp1,resultp2);
383                     result_exponent -= 3;
384                     break;
385                     }
386                 case 2:
387                 case 3:
388                     {
389                     Dbl_leftshiftby2(resultp1,resultp2);
390                     result_exponent -= 2;
391                     break;
392                     }
393                 case 4:
394                 case 5:
395                 case 6:
396                 case 7:
397                     {
398                     Dbl_leftshiftby1(resultp1,resultp2);
399                     result_exponent -= 1;
400                     break;
401                     }
402                 }
403             if(result_exponent > 0) 
404                 {
405                 Dbl_set_exponent(resultp1,/*using*/result_exponent);
406                 Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
407                 return(NOEXCEPTION);            /* Sign bit is already set */
408                 }
409             /* Fixup potential underflows */
410           underflow:
411             if(Is_underflowtrap_enabled())
412                 {
413                 Dbl_set_sign(resultp1,sign_save);
414                 Dbl_setwrapped_exponent(resultp1,result_exponent,unfl);
415                 Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
416                 /* inexact = FALSE */
417                 return(UNDERFLOWEXCEPTION);
418                 }
419             /* 
420              * Since we cannot get an inexact denormalized result,
421              * we can now return.
422              */
423             Dbl_fix_overshift(resultp1,resultp2,(1-result_exponent),extent);
424             Dbl_clear_signexponent(resultp1);
425             Dbl_set_sign(resultp1,sign_save);
426             Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
427             return(NOEXCEPTION);
428             } /* end if(hidden...)... */
429         /* Fall through and round */
430         } /* end if(save >= 0)... */
431     else 
432         {
433         /* Subtract magnitudes */
434         Dbl_addition(leftp1,leftp2,rightp1,rightp2,/*to*/resultp1,resultp2);
435         if(Dbl_isone_hiddenoverflow(resultp1))
436             {
437             /* Prenormalization required. */
438             Dbl_rightshiftby1_withextent(resultp2,extent,extent);
439             Dbl_arithrightshiftby1(resultp1,resultp2);
440             result_exponent++;
441             } /* end if hiddenoverflow... */
442         } /* end else ...subtract magnitudes... */
443     
444     /* Round the result.  If the extension is all zeros,then the result is
445      * exact.  Otherwise round in the correct direction.  No underflow is
446      * possible. If a postnormalization is necessary, then the mantissa is
447      * all zeros so no shift is needed. */
448   round:
449     if(Ext_isnotzero(extent))
450         {
451         inexact = TRUE;
452         switch(Rounding_mode())
453             {
454             case ROUNDNEAREST: /* The default. */
455             if(Ext_isone_sign(extent))
456                 {
457                 /* at least 1/2 ulp */
458                 if(Ext_isnotzero_lower(extent)  ||
459                   Dbl_isone_lowmantissap2(resultp2))
460                     {
461                     /* either exactly half way and odd or more than 1/2ulp */
462                     Dbl_increment(resultp1,resultp2);
463                     }
464                 }
465             break;
466
467             case ROUNDPLUS:
468             if(Dbl_iszero_sign(resultp1))
469                 {
470                 /* Round up positive results */
471                 Dbl_increment(resultp1,resultp2);
472                 }
473             break;
474             
475             case ROUNDMINUS:
476             if(Dbl_isone_sign(resultp1))
477                 {
478                 /* Round down negative results */
479                 Dbl_increment(resultp1,resultp2);
480                 }
481             
482             case ROUNDZERO:;
483             /* truncate is simple */
484             } /* end switch... */
485         if(Dbl_isone_hiddenoverflow(resultp1)) result_exponent++;
486         }
487     if(result_exponent == DBL_INFINITY_EXPONENT)
488         {
489         /* Overflow */
490         if(Is_overflowtrap_enabled())
491             {
492             Dbl_setwrapped_exponent(resultp1,result_exponent,ovfl);
493             Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
494             if (inexact)
495             if (Is_inexacttrap_enabled())
496                 return(OVERFLOWEXCEPTION | INEXACTEXCEPTION);
497                 else Set_inexactflag();
498             return(OVERFLOWEXCEPTION);
499             }
500         else
501             {
502             inexact = TRUE;
503             Set_overflowflag();
504             Dbl_setoverflow(resultp1,resultp2);
505             }
506         }
507     else Dbl_set_exponent(resultp1,result_exponent);
508     Dbl_copytoptr(resultp1,resultp2,dstptr);
509     if(inexact) 
510         if(Is_inexacttrap_enabled()) return(INEXACTEXCEPTION);
511         else Set_inexactflag();
512     return(NOEXCEPTION);
513     }